(57)【要約】【課題】  赤外線ワイヤレスマイクロホンシステムに用いられる赤外線受光器で、バンドパスフィルタ基板に対して所定の角度以上で入射される赤外線についてはこれを減衰してＰＤＰなどから放出される外乱赤外線の影響を排除する。【解決手段】  フォトダイオード１１の受光面側に配置されるバンドパスフィルタ基板１３を有し、バンドパスフィルタ基板１３の通過波長帯域が赤外線マイクロホンから送出される送信周波数のピーク値に対応して設定されている赤外線受光器において、フォトダイオード１１とバンドパスフィルタ基板１３との間に、バンドパスフィルタ基板１３に対する垂直入射角度を０゜として、その基板面に対する入射角度が０゜から±９０゜に向けて大きくなるにしたがってフォトダイオード１１の赤外線受光量を漸次減少させる光透過率特性を有するレンズ体２０を配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子としてのフォトダイオードと、上記フォトダイオードの受光面側に配置されるバンドパスフィルタ基板とを含み、上記バンドパスフィルタ基板の通過波長帯域が赤外線ワイヤレスマイクロホンから送出される送信周波数のピーク値に対応して設定されている赤外線受光器において、
上記フォトダイオードと上記バンドパスフィルタ基板との間に、上記バンドパスフィルタ基板の基板面に対する垂直入射角度を０゜として、上記基板面に対する入射角度が０゜から±９０゜に向けて大きくなるにしたがって上記フォトダイオードの赤外線受光量を漸次減少させる光透過率特性を有するレンズ体が設けられていることを特徴とする赤外線受光器。
【請求項２】
上記レンズ体は±３０゜以上の入射角度で入射される赤外線を６０％以上の減衰率で減少させる光透過率特性を有している請求項１に記載の赤外線受光器。
【請求項３】
上記レンズ体が上記フォトダイオードのプラスチックパッケージに一体に形成された凸平レンズからなる請求項１または２に記載の赤外線受光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線によるワイヤレスマイクロホンシステムに用いられる赤外線受光器に関し、さらに詳しく言えば、外来赤外線に起因するノイズ発生を防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、赤外線受光器１０は受光素子としてのフォトダイオード１１を備えおり、赤外線ワイヤレスマイクロホンシステムにおいては、送信機である図示しない赤外線ワイヤレスマイクロホンから送出される赤外線をフォトダイオード１１で受光して電気信号に変換し、受信機にてその電気信号に重畳されている音声信号を抽出する。
【０００３】
赤外線受光器１０に使用するフォトダイオード１１は可視光領域から遠赤外線領域まで広い範囲の波長の光を受光するため、赤外線ワイヤレスマイクロホンシステムを会議場や舞台などで使用する場合、太陽光や蛍光灯などからの光による影響で雑音を発生することがある。これを防止するため、赤外線受光器１０には可視光カットフィルタの特性を有するカバー１２が被せられている。
【０００４】
赤外線ワイヤレスマイクロホンシステムでは、一般的に８５０〜８７０ｎｍ近辺に波長のピークをもつ赤外線が使用されており、赤外線受光器１０はマイクロホンからの赤外線の波長が多少変動しても確実に受光できるような余裕をもった帯域幅（例えば、８００〜９００ｎｍ）を備えているが、周辺にＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）やハロゲンランプなどが存在すると、これが新たな雑音源となる。
【０００５】
すなわち、ＰＤＰやハロゲンランプは図５のグラフに細線で示すように上記波長を含む広い帯域にわたって高調波的な赤外線を放出する。この外乱赤外線による雑音発生を防止するため、フォトダイオード１１の受光面側に図５のグラフに太線で示すような例えば８５０ｎｍ付近にピークを有するバンドパスフィルタ基板１３を配置することが一般的に行われている。
【０００６】
バンドパスフィルタ基板１３には、特定の物質を多層蒸着してなる干渉膜を有するガラス基板が用いられるが、この種のバンドパスフィルタ基板１３は特許文献１に記載されているように光の入射角度か大きくなるに伴って通過波長帯域が短波長側にずれるという性質がある。
【０００７】
すなわち、図４に示すようにバンドパスフィルタ基板１３の基板面に対する垂直入射角度（正面入射角度ともいう）を０゜として、赤外線の入射角度αが±９０゜に向けて大きくなるにつれてその通過波長帯域が短波長側にずれる。
【０００８】
図６はバンドパスフィルタ基板１３に対する赤外線の入射角度αを０゜から２３゜そして３０゜へと変化させたときのフィルタ特性を示すグラフで、これによると通過波長帯域のピークが０゜のときほぼ８５０ｎｍであるのに対して、２３゜のときほぼ８４０ｎｍ，３０゜のときほぼ８２０ｎｍと短波長側に移行していることが分かる。
【０００９】
このことは、一例としてバンドパスフィルタ基板１３に８５０ｎｍ付近にピークを有する通過波長帯域特性を持たせたとしても、例えば近くにあるＰＤＰやハロゲンランプから放出された赤外線（外乱赤外線）の基板面に対する入射角度が３０゜である場合には、８２０ｎｍ付近の外乱赤外線がバンドパスフィルタ基板１３を通過してフォトダイオード１１に受光されることを意味し、これによって雑音が発生することになる。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１７６８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の課題は、赤外線によるワイヤレスマイクロホンシステムに用いられる赤外線受光器において、バンドパスフィルタ基板に対して所定の角度以上で入射される赤外線についてはこれを減衰して、ＰＤＰなどから放出される外乱赤外線の影響を排除することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、受光素子としてのフォトダイオードと、上記フォトダイオードの受光面側に配置されるバンドパスフィルタ基板とを含み、上記バンドパスフィルタ基板の通過波長帯域が赤外線ワイヤレスマイクロホンから送出される送信周波数のピーク値に対応して設定されている赤外線受光器において、上記フォトダイオードと上記バンドパスフィルタ基板との間に、上記バンドパスフィルタ基板の基板面に対する垂直入射角度を０゜として、上記基板面に対する入射角度が０゜から±９０゜に向けて大きくなるにしたがって上記フォトダイオードの赤外線受光量を漸次減少させる光透過率特性を有するレンズ体が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
本発明において、上記レンズ体は±３０゜以上の入射角度で入射される赤外線を６０％以上の減衰率で減少させる光透過率特性を備えていることが好ましい。また、上記レンズ体は上記フォトダイオードと上記バンドパスフィルタ基板との間に単体として配置されてもよいが、凸平レンズとして上記フォトダイオードのプラスチックパッケージに一体に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バンドパスフィルタ基板に対する赤外線の入射角度が狭いときには赤外線マイクロホンから送信される目的とする波長の赤外線が受光され、赤外線の入射角度が大きく（広く）なるにつれてフォトダイオードへの赤外線が減衰されるため、受光器全体としては常に目的とする波長の赤外線が受光され、ＰＤＰやハロゲンランプなどから放出される外乱赤外線（ノイズ）の混入を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図１ないし図３により本発明をより詳しく説明する。図１は本発明による赤外線受光器１０Ａの内部構造を示す模式的な断面図で、先の図４で説明した従来例と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素にはそれと同じ参照符号を用いている。
【００１６】
この赤外線受光器１０Ａは受光素子としてフォトダイオード１１を備えているが、フォトダイオード１１は市販されているＰＩＮ（ｐ−ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−ｎ）フォトダイオードであってよい。フォトダイオード１１は回路基板１４に実装された状態で箱形のベース１５に支持されている。
【００１７】
この例においても、ベース１５にはフォトダイオード１１を覆うように太陽光や蛍光灯などの可視光をカットするフィルタ特性を有するカバー１２が被せられており、カバー１２内にはバンドパスフィルタ基板１３がフォトダイオード１１の受光面を囲うように配置されている。
【００１８】
バンドパスフィルタ基板１３はＰＤＰやハロゲンランプなどから放出される赤外線（外乱赤外線）をカットするために設けられ、その通過波長帯域およびピーク波長は赤外線受光器１０Ａの相手方である図示しない赤外線マイクロホンから送出される赤外線の波長（一般的には８５０〜８７０ｎｍ）との関係で適宜決められる。
【００１９】
先にも説明したように、バンドパスフィルタ基板１３には特定の物質を多層蒸着してなる干渉膜を有するガラス基板が用いられるが、この種の干渉膜を有するバンドパスフィルタ基板１３は、その基板面に対する赤外線の入射角度αが大きくなるに伴って通過波長帯域が短波長側にずれる。
【００２０】
例えばバンドパスフィルタ基板１３に赤外線マイクロホンから送出される赤外線の波長に合わせて８５０ｎｍ付近にピークを有する通過波長帯域特性を持たせたとしても、先の図６のグラフに示したように、バンドパスフィルタ基板１３に対する赤外線の入射角度αを０゜→２３゜→３０゜へと変化させるとそれに伴って通過波長帯域のピークが８５０ｎｍ→８４０ｎｍ→８２０ｎｍと短波長側にずれる。
【００２１】
これによると、本来受信したい赤外線は赤外線マイクロホンから送出される例えば８５０ｎｍの赤外線であるが、バンドパスフィルタ基板１３に対して例えば入射角度３０゜で入射される赤外線に８２０ｎｍの外乱赤外線が含まれていると、その８２０ｎｍの外乱赤外線がカットされることなくフォトダイオード１１にて受信され、これが原因で雑音が発生することがある。
【００２２】
これを防止するため、本発明ではフォトダイオード１１とバンドパスフィルタ基板１３との間にレンズ体２０を設ける。このレンズ体２０には、バンドパスフィルタ基板１３の基板面に対する垂直入射角度を０゜として、その基板面に対する入射角度αが０゜から±９０゜に向けて大きく（広く）なるにしたがってフォトダイオード１１の赤外線受光量を漸次減少させる光透過率特性を有するレンズを用いる。
【００２３】
本発明において、レンズ体２０は±３０゜以上の入射角度αで入射される赤外線を６０％以上の減衰率で減少させる光透過率特性を備えていることが好ましく、図２のグラフにその好ましい光透過率特性の一例に示す。このグラフにおいて横軸が入射角度αで縦軸が光透過率である。
【００２４】
これによるとほぼコサイン（ｃｏｓ）カーブに近い曲線を呈し、入射角度αが０゜のとき光透過率１，３０゜のときで約０．６５，５０゜のときで０．３，７０゜のときで約０．９，９０゜で約０．２の光透過率である。なお、図２のグラフは入射角度αを０゜から＋９０゜まで変化させたときの光透過率を示しているが、入射角度αを０゜から−９０゜まで変化させた場合には図２と左右対称のグラフが得られる。
【００２５】
図３（ａ）のグラフに本発明の実施例として図２の光透過率特性を有するレンズ体２０を用いたときのフォトダイオード１１にて受光された赤外線の波長特性を示し、図３（ｂ）のグラフに比較例としてレンズ体２０を用いないときのフォトダイオード１１にて受光された赤外線の波長特性を示す。いずれのグラフも横軸が入射角度αで縦軸が光透過率である。
【００２６】
この図３（ａ）（ｂ）の各グラフを先の図６に示したグラフとともに観察すると、入射角度αが２０゜を超えたくらいの時点から本来受信したい８５０ｎｍの赤外線は急激に減少し、それに代わって外来雑音である８２０ｎｍの赤外線が増加するが、図３（ａ）の本発明例の場合、８２０ｎｍの赤外線の光透過率は最大でも約０．１を超える程度であるのに対して、図３（ｂ）の比較例の場合、２０ｎｍの赤外線の光透過率は０．４に近い値を示している。
【００２７】
このように、本発明によれば、バンドパスフィルタ基板１３に対する赤外線の入射角度αが狭いとき（上記の例では約２０゜未満）には赤外線マイクロホンから送信される目的とする波長の赤外線が受光され、赤外線の入射角度αが大きくなるに伴ってフォトダイオード１１に入射される赤外線が減衰されるため、ＰＤＰやハロゲンランプなどから放出される外乱赤外線（ノイズ）の混入を回避することができる。
【００２８】
なお、レンズ体２０はフォトダイオード１１とバンドパスフィルタ基板１３との間に単体として配置されてもよいが、図１に示すように凸平レンズとしてフォトダイオード１のプラスチックパッケージに一体に形成されていることが好ましい。また、レンズ体２０に可視光カットフィルタの機能を併せ持たせてもよく、その場合には上記カバー１２を不要とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による赤外線受光器の内部構造を示す模式的な断面図。
【図２】上記赤外線受光器に設けられるレンズ体の光透過率特性を示すグラフ。
【図３】（ａ）本発明例における受光赤外線の波長特性を示すグラフ，（ｂ）比較例における受光赤外線の波長特性を示すグラフ。
【図４】従来の赤外線受光器の内部構造を示す模式的な断面図。
【図５】バンドパスフィルタ基板の通過波長帯域特性を示すグラフ。
【図６】赤外線の入射角度による上記バンドパスフィルタ基板の通過波長帯域のずれを示すグラフ。
【符号の説明】
【００３０】
１０Ａ  赤外線受光器
１１  フォトダイオード
１２  カバー
１３  バンドパスフィルタ基板
１４  回路基板
２０  レンズ体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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